Superfinitura isotropica ISF

Rubrica: Trattamenti superficiali

Titolo o argomento: Migliorare le proprietà meccaniche delle superfici dei metalli
Dedicata al Motorsport ed in particolare agli organi di trasmissione

Le aziende che si occupano di trattamenti superficiali di raffinati organi meccanici destinati al Motorsport oggi sono in grado di offrire una “superfinitura  isotropica ISF” destinata al mondo delle competizioni allo scopo di migliorare le performance e la durata dei motori.

La superfinitura isotropica è una procedura condivisa dai team di tutte le competizioni motoristiche internazionali e amatoriali: Formula1, Rally, FIA GT, SBK, IRL, ecc.

Questa tecnologia è utilizzata per ridurre gli attriti e di conseguenza le temperature di esercizio degli organi meccanici. Riduce inoltre la necessità di lavorazione meccanica dei pezzi. Tale trattamento permette di incrementare gli sforzi a compressione, la resistenza a fatica da contatto e  la resistenza all’usura.

Il metodo ISF, che garantisce una finitura isotropica, è un processo meccanico-chimico non abrasivo che come risultato conferisce una serie di proprietà benefiche che vanno al di là della riduzione d’attrito:

  • maggiore resa del motore
  • riduzione dei consumi
  • riduzione degli attriti e delle temperature d’esercizio
  • incremento delle performances della meccanica
  • allungamento della vita dei pezzi permettendo di effettuare più gare con lo stesso componente
  • minore necessità di lubrificazione
  • riduzione dei costi
  • maggior rispetto dell’ambiente

La Rösler offre un particolare processo di superfinitura isotropica brevettato denominato: processo ISF®. Tale processo rimuove le asperità che si creano nel processo produttivo. Riducendo in modo eclatante la rugosità superficiale, il processo ISF® produce una superficie molto più uniforme che riduce l’attrito e consente un miglioramento della capacità di lubrificazione. Dopo questo processo, che mantiene intatta l’integrità dimensionale del pezzo, il componente riesce ad operare a temperature più basse, ha una vita utile più lunga, una migliore operatività e un tempo più lungo tra una manutenzione e l’altra.

Il processo ISF® è un processo chimicamente accelerato di vibrofinitura di massa, brevettato in tutto il mondo. Il processo utilizza impianti di vibrofinitura convenzionali e prodotti di finitura non abrasivi per produrre una superficie superfinita isotropica. E’ capace di generare una rugosità superficiale media con valori bassi come Ra – 0,02. Queste superfiniture isotropiche permettono le performance più elevate in termini di attrito, surriscaldamento, rumorosità ed usura, in cuscinetti, ingranaggi e nell’industria di produzione di turbine.

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Immagine tratta dal sito della  Rösler

Materiali innovativi

Al link che vi segnalo più in basso trovate un curioso catalogo di materiali innovativi. U-Matter è una rassegna di referenze sui materiali innovativi: una proposta esemplificativa delle migliori soluzioni tecnologiche selezionate da MaTech all’interno del proprio data-base.

All’interno troverete, suddivisi secondo le principali famiglie in cui è articolato l’archivio di MaTech, gli estratti delle schede di alcuni materiali significativi.

U-Matter è una finestra aperta sul mondo dell’innovazione, per far crescere e condividere la cultura dei materiali innovativi. MaTech è il primo centro europeo al servizio delle imprese e dei professionisti che offrono o cercano nuovi materiali per l’innovazione di prodotto e di processo.

I materiali sono suddivisi secondo le seguenti famiglie: polimeri; metalli e leghe; fibre e tessuti; compositi; ceramica e vetro; pigmenti – additivi; trattamenti superficiali; schiume; adesivi; fluidi tecnici; naturali; tecnologie. Potete visitare tutte le famiglie di materiali innovativi alla pagina web: http://www.matech.it

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Trattamenti superficiali: Compattazione isostatica HIP

Rubrica: Trattamenti superficiali

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Compattazione isostatica (H.I.P. Hot Isostatic Pressing)

Trattasi di un processo le cui finalità sono l’effettiva pressatura o compattazione isostatica a caldo per densificare strutturalmente componenti ottenuti per fusione e colata, ma anche elementi sinterizzati o solo presinterizzati, prodotti con diverse tecnologie di messa in forma tramite polveri metalliche. Il pezzo da trattare viene posto in uno speciale contenitore (autoclave) dove sarà portato ad una temperatura di 1400°C ed un’elevatissima pressione di 1000 bar in un’atmosfera di Argon. La compattazione isostatica a caldo viene utilizzata per ottimizzare ed omogeneizzare le strutture di componenti fusi, che risultino strutturalmente non omogenei e con difettosità microstrutturali interne più o meno diffuse. Questi difetti sono difficilmente rilevabili, se non attraverso specifici e dispendiosi controlli visivi e radioscopici (es. RX grafia e scopia ) i quali non risolvono la condizione strutturale difettosa rilevata e quindi la necessità di dover poi praticare conseguentemente la inevitabile demolizione fisica degli scarti rilevati, oltre ai dispendiosi tempi di controllo. Grazie a questo trattamento è possibile ottenere:

Maggiori resistenze dinamiche e statiche.
Valori di allungamento percentuale e resistenza a rottura più elevati.
Maggiore durata funzionale del componente in opera.
Maggiore uniformità nel complesso delle caratteristiche meccaniche.
Superfici assolutamente prive di porosità dopo la lavorazione meccanica.
Condizione strutturale omogenea ed uniforme di tutto il lotto di pezzi trattati.
Validità che può trovare conferma attraverso gli standard radiografici.
Dati sicuri e coerenti per la costruzione e la loro messa in opera.
Drastica riduzione dello scarto dei grezzi di fusione.

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Trattamenti superficiali: Sinterforgiatura

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Sinterforgiatura

Processo che prevede una prima fase di sinterizzazione (vedi nei “Link Correlati” i Trattamenti Termici) per ottenere un grezzo il quale successivamente viene compattato in uno stampo di precisione di forma prossima a quella finale. Tale processo aumenta la densità strutturale del materiale con le ovvie e conseguenti migliori prestazioni meccaniche.

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Trattamenti superficiali: Rivestimenti sintetici

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Rivestimenti sintetici

I rivestimenti sintetici sono applicabili, praticamente su tutti i pezzi, tramite: pennelli, spatole, immersione, rivestimento con pellicole, trattemento elettrostatico delle superfici, tramite fiamma o sinterizzazione a vortice. Sinterizzazione a vortice: il pezzo viene preriscaldato a 300°C e mantenuto in un vortice di polvere di materiali sintetici provocato da un flusso d’aria messo in pressione. La polvere si deposita sul pezzo e forma un rivestimento plastico efficace contro la corrosione o come isolamento fonico, termico, elttrico o, addirittura per motivi estetici.

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Trattamenti superficiali: Trattamento laser

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Indurimento superficiale con trattamento laser

Trattamento adottato in caso di superfici particolarmente complesse. E’ importante notare che in seguito a tale trattamento, nonostante le superfici ottengano una maggiore durezza, possono comunque essere lavorate alle macchine utensili.

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Trattamenti superficiali: Riporto ceramico

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Riporto ceramico

I materiali ceramici possono essere proiettati con processi chimici. Essi aderiscono per incatenamento sulla superficie del pezzo. Le applicazioni in ceramica servono a proteggere dal calore, dalla corrosione e dall’usura.

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Trattamenti superficiali: Codeposizione

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Codeposizione

La tecnica di Codeposizione è simile al processo di Nichelatura galvanica ed è particolarmente adatta per fusioni in lega leggera. Durante la fase di deposito del riporto in Nichel, viene inglobato un materiale inerte a granulometria finissima come ad esempio il carburo di silicio. Questa operazione conferisce una notevole durezza ed ottime proprietà antiusura. Qualora il riporto metallico sia a base di Nichel, Rame o Bronzo galvanico, il materiale da inglobare può avere una struttura lamellare. In tal modo si ottiene una superficie a basso coefficiente di attrito. Possono essere impiegate per tale compito particelle di grafite, solfuro di Molibdeno o nitruro di Boro.

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Trattamenti superficiali: Nichelatura galvanica

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Nichelatura galvanica

I trattamenti superficiali galvanici si eseguono trattando i metalli elettroliticamente (es. zincatura, nichelatura, cromatura, ossidazione, ecc…). I processi galvanici possono comportare sia addizione sia rimozione di parti in un determinato metallo grazie al trasferimento elettrolitico del metallo stesso. La nichelatura galvanica, che ricopre di uno strato di nichel diversi metalli, contribuisce ad aumentarne la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione di un pezzo. Esistono diversi altri trattamenti galvanici tuttavia, in campo motoristico, l’unico adottato è proprio quello della nichelatura. Il trattamento superficiale di nichelatura galvanica trova impiego ad esempio sulle canne integrali (allogiate nei monoblocchi) realizzate in ghisa al nichel.

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